王萍萍 郭 燕

（通用技術(shù)集團工程設(shè)計有限公司，山東 濟南 250031）

電廠擴建工程項目既可以促進資源的合理開發(fā)和有效利用，給企業(yè)帶來更多收益的同時也能夠帶動附近區(qū)域的發(fā)展。但擴建工程約束條件多，建設(shè)空間有限，如何在現(xiàn)有的條件下滿足生產(chǎn)擴建的需求，是需要從設(shè)計階段就要仔細斟酌、反復(fù)論證、不斷優(yōu)化的[1-4]。該工程將常規(guī)三個獨立設(shè)置的水池、泵房、機械通風(fēng)冷卻塔整合成一個建構(gòu)筑物，為建設(shè)用地有限的擴建工程提供了參考樣本。

1 工程簡介

龍口礦業(yè)集團熱電廠位于山東省龍口市，與北皂礦井東北角毗鄰，東南距梁家礦主風(fēng)井約400 m，北距渤海1.2 km。夏季頻率為10%的平均氣象條件如下：氣壓752 mmHg，干球溫度28 ℃，濕球溫度24.6 ℃。熱電廠二期擴建工程建設(shè)規(guī)模為2×130 t/h 高溫高壓循環(huán)流化床鍋爐和2×24 MW 抽汽式汽輪發(fā)電機組，建設(shè)在指定范圍內(nèi)。

該工程為二期擴建工程中的配套工業(yè)循環(huán)水泵房及冷卻塔。工業(yè)循環(huán)水泵房內(nèi)需放置兩種水泵：工業(yè)循環(huán)水泵和工業(yè)水泵。工業(yè)循環(huán)水泵用于提供汽機房內(nèi)空冷器和冷油器的循環(huán)冷卻用水，工業(yè)水泵用于提供主廠房內(nèi)的風(fēng)機、水泵的軸承冷卻用水。

汽機房內(nèi)的空冷器和冷油器的循環(huán)冷卻用水約為800 t/h，為取得良好的冷卻效果，此部分水量單獨冷卻。因水量較小，擬采用機械通風(fēng)冷卻塔。用于主廠房軸承冷卻水的工業(yè)水量約200 t/h。結(jié)合電廠的其他水工系統(tǒng)，工業(yè)水回水可回流到自然通風(fēng)冷卻塔，也可回流到機械通風(fēng)冷卻塔冷卻。因此工業(yè)循環(huán)水泵房的設(shè)計規(guī)?？紤]為1000 t/h，預(yù)留擴建位置。

2 設(shè)計原則及設(shè)備定型

2.1 設(shè)計原則

二期擴建工程建設(shè)用地面積十分有限，因此要求該工程布置緊湊，合理美觀，為主要生產(chǎn)區(qū)服務(wù)便捷，工藝管路順暢。

如何在有限的面積內(nèi)實現(xiàn)工藝上的目的，有效布置兩個不同水源的系統(tǒng)，是該工程的一大難題。根據(jù)機械通風(fēng)冷卻塔的特點及兩個系統(tǒng)各自的工作特點，最終確定了冷卻塔在上、泵房居中、水池在下的布置方式。

2.2 工藝流程

該工程包括兩個系統(tǒng)：工業(yè)循環(huán)冷卻系統(tǒng)和工業(yè)水提升系統(tǒng)。

工業(yè)循環(huán)冷卻系統(tǒng)的工藝流程為：廠區(qū)循環(huán)回水進入泵房屋面上設(shè)置的機械通風(fēng)冷卻塔，經(jīng)冷卻后進入冷卻塔自帶的水盤，水盤的下降管直接與工業(yè)循環(huán)水泵的吸水管相連，同時也可流入到泵房下方的水池內(nèi)。工業(yè)循環(huán)水泵可直接從冷卻塔的水盤內(nèi)吸水，也可由泵房內(nèi)設(shè)置的引水筒自下方水池內(nèi)吸水。

工業(yè)水提升系統(tǒng)工藝流程：廠區(qū)生產(chǎn)水進入泵房下方水池內(nèi)，工業(yè)水泵通過泵房內(nèi)的引水筒吸入水池內(nèi)的水，經(jīng)加壓后進入生產(chǎn)水系統(tǒng)。

由于工業(yè)循環(huán)水含鹽量較高，采用了阻垢劑加藥方式來改善水質(zhì)。泵房內(nèi)設(shè)置一臺組合式阻垢劑加藥裝置，由裝置內(nèi)的計量泵將藥液投加到循環(huán)工業(yè)水泵的出水管路上。

2.3 主要設(shè)備

機械通風(fēng)冷卻塔根據(jù)水和空氣在填料中的相對流向主要分為逆流式和橫流式，兩者比較見表1。

表1 逆流式冷卻塔和橫流式冷卻塔比較表

根據(jù)比較，結(jié)合占地面積、效率、投資等要求，綜合考慮后選用逆流式機械通風(fēng)冷卻塔。主要設(shè)備選型如下：

① 機械通風(fēng)冷卻塔：逆流式，Q=500 m3/h，2 臺；② 工業(yè)循環(huán)水泵：ISZ200-150-315，Q=400 m3/h，H=32 mH2O，3 臺，1 臺備用，預(yù)留1 臺擴建位置；③ 工業(yè)水泵：ISZ100-65-200，Q=100 m3/h，H=50 mH2O，3 臺，1 臺備用，預(yù)留1 臺擴建位置；④ 引水筒：Φ1000 mm，3 臺；⑤ 引水筒：Φ700 mm，3 臺；⑥ 阻垢劑加藥裝置：組合式，一箱兩泵，1 套。

2.4 設(shè)備布置

泵房內(nèi)設(shè)備分兩列布置，一列布置工業(yè)循環(huán)水泵和加藥裝置，另一列布置工業(yè)水泵，中間為約3.5 m 寬的通道。泵房屋面布置兩臺圓形冷卻塔，單臺直徑6600 mm，凈距3000 mm，對稱布置于泵房屋頂中央。泵房下面布置水池，泵房內(nèi)設(shè)有水池入孔。泵房尺寸為12 m×10 m。在泵房一側(cè)設(shè)配電控制室6 m×6 m 和值班室6 m×4 m。

建筑物整體設(shè)計長18 m、寬10 m、高10 m，其中地下4.5 m，地上5.5 m，泵房室內(nèi)標(biāo)高0.000。設(shè)備布置示意如圖1。

圖1 設(shè)備布置剖面示意圖（mm）

3 工程設(shè)計特點

（1）節(jié)約用地。本建筑物雖為單層建筑，但起到了三層的功效，上中下分別布置冷卻塔、泵房和水池，大大縮減了占地面積。若采用常規(guī)布置，冷卻塔獨立設(shè)置，下方需布置水池，此部分占地約為120 m2；泵房獨立設(shè)置，采用半地下式，占地約為180 m2；冷卻塔和泵房間亦需要有一定的間距。以上綜合考慮，常規(guī)布置總占地大約為360 m2，而該工程只用了180 m2，節(jié)約用地約50%。

（2）工藝靈活可靠。工業(yè)循環(huán)水的流程為：回水→冷卻塔→工業(yè)循環(huán)水泵→廠區(qū)循環(huán)水管網(wǎng)，工業(yè)水的流程為：生產(chǎn)水→水池→工業(yè)水泵→廠區(qū)生產(chǎn)水管網(wǎng)。

在正常運行條件下，兩個系統(tǒng)相互獨立。在特殊情況下，冷卻塔的出水可流入泵房下方的水池內(nèi)，由引水筒引水至工業(yè)循環(huán)水泵，同時不影響工業(yè)水泵的使用。這相當(dāng)于在一個泵房內(nèi)設(shè)置了兩套系統(tǒng)，相互獨立，在特殊情況下又互為備用，工藝靈活，安全可靠。

（3）節(jié)省投資及運行費用。將常規(guī)三個獨立設(shè)置的水池、泵房、機械通風(fēng)冷卻塔整合成一個建構(gòu)筑物，節(jié)約了大量的土建投資。由于流程順暢，工藝管道、電力電纜、控制電纜等也都節(jié)約了大量投資。由于布置緊湊，水泵的吸水管路大大縮短，無論從冷卻塔的水盤內(nèi)吸水，還是通過引水筒從水池內(nèi)吸水，都節(jié)約了能耗，從而減少了運行費用。

（4）布置合理，流程順暢。該工程整體按照流程布局，整潔有序，工藝、配電、值班分區(qū)設(shè)置，設(shè)備呈列布置，管道沿墻敷設(shè)，流程順暢交叉少，整體簡潔流暢。

4 結(jié)論

常規(guī)三個獨立設(shè)置的水池、泵房、機械通風(fēng)冷卻塔整合成一個建構(gòu)筑物的設(shè)計過程中，不斷創(chuàng)新和優(yōu)化設(shè)計方案，比如管道走向、設(shè)備布置等進行了多方案的論證，最終確定了最佳方案。這種布置方式極大地減少了占地面積，在有限的范圍內(nèi)布置了兩個不同的系統(tǒng)，既滿足了工藝上的要求，同時又保證了兩個系統(tǒng)運行獨立性和互為備用的安全可靠性，為建設(shè)面積有限的擴建工程提供了參考樣本。